JP4898604B2

JP4898604B2 - 無線フレーム制御装置、無線フレーム制御方法、および無線通信装置

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Publication number: JP4898604B2
Application number: JP2007230239A
Authority: JP
Inventors: 武雄大関; 隆井上
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2007-09-05
Filing date: 2007-09-05
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2027-09-05
Also published as: JP2009065342A

Description

本発明は、無線フレーム制御装置、無線フレーム制御方法、および無線通信装置に関する。

次世代の無線アクセス方式として、ＩＥＥＥ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）の標準規格ＩＥＥＥ８０２．１６が高速・広帯域伝送を実現するものとして知られている（例えば、非特許文献１参照）。ＩＥＥＥ８０２．１６規格では、伝送方式の一つとして直交周波数分割多元接続（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ：ＯＦＤＭＡ）方式が採用されている。直交周波数分割多元接続方式は、周波数が互いに直交する複数のサブキャリアから構成される広帯域信号を用いて通信を行うマルチキャリア伝送方式の一つであり、ユーザ（端末局）ごとに異なるサブキャリアを使用することで、一基地局と複数ユーザとの多元接続を実現する。また、ＩＥＥＥ８０２．１６規格を拡張させたものとして、移動通信環境に対応した規格ＩＥＥＥ８０２．１６ｅが規定されている（例えば、非特許文献２参照）。ＩＥＥＥ８０２．１６e規格も同様に伝送方式の一つとして直交周波数分割多元接続方式が採用されている。

図６は、直交周波数分割多元接続方式の上りリンク（端末局から基地局方向のリンク）の無線フレーム（以下、「上りリンクサブフレーム」と記す）の従来の構成例を示す図である。図６の上りリンクサブフレームは、ＩＥＥＥ８０２．１６及びＩＥＥＥ８０２．１６e規格（以下、両規格を称してＩＥＥＥ８０２．１６規格等と記す）に準拠している。図６において、上りリンクサブフレームは、複数の直交周波数分割多元接続シンボル（ＯＦＤＭＡｓｙｍｂｏｌ）と複数の論理サブチャネル（Ｌｏｇｉｃａｌｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ）から構成される。上りリンクサブフレーム内では、複数の直交周波数分割多元接続シンボルが、上りリンクサブフレーム期間（Ｕｐｌｉｎｋｓｕｂｆｒａｍｅｄｕｒａｔｉｏｎ）にわたり、時間方向に多重されている。また、直交周波数分割多元接続シンボル内では、複数のサブチャネルが周波数多重されている。直交周波数分割多元接続方式では、各ユーザからのパケットをどの直交周波数分割多元接続シンボルのどの論理サブチャネルに配置するかを示す配置情報を上りリンクサブフレームごとに決定する。基地局はその決定した配置情報を下りリンクの通信に乗せて各端末局に通知する。各端末局の送信機は、通知された配置情報で指定された論理サブチャネルを用いて、上りリンクのパケット送信を行う。

なお、論理サブチャネルに配置された各端末局からの上りリンクのパケットは、実際の送信時には周波数方向に並び替えが施された後、送信される。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ規格では、その並び替えのパタンはアップリンクパームベース（ＵＬ＿ＰｅｒｍＢａｓｅ）と呼ばれる変数で指定される。アップリンクパームベースは０から６９までの値を指定することと定められており、その値によって並び替えのパタンが異なるようになっている。各端末局は、アップリンクパームベースの値に従ったパタンで論理サブチャネルに配置したデータを実際の周波数上での並びに変換してから送信を行う。

また、図６はＩＥＥＥ８０２．１６規格等の上りリンクサブフレームのパーシャルユーセージオブサブチャネル（ＰａｒｔｉａｌＵｓａｇｅｏｆＳｕｂＣｈａｎｎｅｌｓ，ＰＵＳＣ）ゾーンを示している。同図に示されるように、上りリンクサブフレームには、レンジングサブチャネル（Ｒａｎｇｉｎｇｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ）と、アップリンクバースト（ＵＬｂｕｒｓｔ）とが配置される。レンジングサブチャネルは端末局が基地局に接続に行く際に接続要求を送信したり、接続後に帯域要求を送信したりするための信号を格納する部分である。アップリンクバーストは実際の通信のパケットを格納する部分であり、１つのアップリンクバーストは１つの端末局からの上りパケットで構成される。アップリンクバーストについては、ＩＥＥＥ８０２．１６規格等で規定される制限内で、任意にその大きさを決めることができる。図６の例では、上りリンク用のバースト（ｂｕｒｓｔ）、つまりアップリンクバーストが５個設けられている。その設け方はＩＥＥＥ８０２．１６規格等に準拠している。

図７は、従来技術によって端末局側に通知される配置情報と、無線フレーム上のアップリンクバーストの関係を示した例である。図７に示す通り、配置情報は、通信識別子、変調方式と符号化率（ＰＨＹ＿ＭＯＤＥ）、および当該通信に割当てられた、パケット送信に使用することが出来るリソース量の３つからなる情報で構成されており、配置情報内の１つの通信識別子に対するリソース量が、無線フレーム上の１つのアップリンクバーストの定義に対応している。
IEEE Std 802.16-2004, "Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems," 2004. IEEE Std 802.16e-2005, "Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems," 2005.

しかし、ＩＥＥＥ８０２．１６規格等では、上りリンクサブフレームにおける直交周波数分割多元接続シンボルおよびサブキャリアの割当ての仕方、つまりアップリンクバーストの設け方を規定している。その規定によれば、図６のアップリンクバースト＃２に示されるバースト構成のように、一つのバーストは論理サブチャネルの番号の小さいほうから順にリソースを確保し、１論理サブチャネル内では時間方向（直交周波数分割多元接続シンボル方向）にリソースを確保し、一つ前のバーストの終端に引き続いてリソースを確保し、そのリソースの中にパケットを割当てなければならない。

すなわち、配置情報内の通信識別子で示された各通信が使うリソースは、その配置情報に示された順に、前の通信が使うリソースの直後のリソースから確保しなければならない。そして、各通信が使うリソースの量は、配置情報で指定されたリソース量に相当する。この２つの情報によって各アップリンクバーストの位置およびサイズが決定する。

例えば、図７において、通信識別子１の通信は、使用することができるリソース量として１１スロットが割当てられているため、レンジングサブチャネルが確保している１番論理サブチャネルの次のチャネルである２番論理サブチャネルの先頭のスロットから、４番論理サブチャネルの３番目のスロットまでを使用してパケットを送信する。通信識別子２の通信は、使用することができるリソース量として１４スロットが割当てられているため、通信識別子１の通信が使うリソースの直後である４番論理サブチャネルの４番目のスロットから８番論理サブチャネルの最初のスロットまでを使用してパケットを送信する。通信識別子３の通信は、使用することができるリソース量として１９スロットが割当てられているため、通信識別子２の通信が使うリソースの直後である８番論理サブチャネルの２番目のスロットから１２番論理サブチャネルの最後のスロットまでを使用してパケットを送信する。通信識別子４の通信は、使用することができるリソース量として１４スロットが割当てられているため、通信識別子３の通信が使うリソースの直後である１３番論理サブチャネルの最初のスロットから１６番論理サブチャネルの２番目のスロットまでを使用してパケットを送信する。通信識別子５の通信は、使用することができるリソース量として１４スロットが割当てられているため、通信識別子４の通信が使うリソースの直後である１６番論理サブチャネルの３番目のスロットから１９番論理サブチャネルの最後のスロットまでを使用してパケットを送信する。

そのため、従来ではアップリンクバーストの前に、空きスロットおよび空き論理サブチャネルが存在する無線フレームを構成することができないという問題があった。また、通信データ量が比較的少ない環境でも他の無線基地局と干渉してしまい、周波数利用効率が悪いという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、直交周波数分割多元接続方式の上りリンクのパーシャルユーセージオブサブチャネルゾーンにおいて、ＩＥＥＥ８０２．１６規格等標準規格に準拠したまま、アップリンクバーストの前に、空きスロットおよび空き論理サブチャネルが存在する無線フレームを構成することが可能な無線フレーム制御装置、無線フレーム制御方法、および無線通信装置を提供することを目的とする。また、通信データ量が比較的少ない環境では、他の無線基地局との干渉を回避することが可能となり、効率的な周波数利用が可能となる無線フレーム制御装置、無線フレーム制御方法、および無線通信装置を提供することを目的とする。

本発明は、直交周波数分割多元接続方式の無線フレームを制御する無線フレーム制御装置において、端末局から受信する上りリンクの通信データ量の統計値を取得する監視部と、一の基地局と干渉する他の基地局が使用している干渉通信データ統計値と、前記干渉する他の基地局によるサブチャネルの使用状況を示すサブチャネル干渉情報とを受信する受信部と、前記監視部が取得した通信データ量の統計値と、前記受信部が受信した前記干渉通信データ統計値とに基づいて、擬似情報量を決定する擬似配置情報量決定部と、受信した無線リソース要求に基づいて、前記一の基地局が各端末局に割当てる無線リソース量を含んだ第１の配置情報を生成する配置情報生成部と、前記擬似配置情報量決定部が決定した擬似情報量に基づいて、擬似通信に割当てる仮の無線リソース量を含んだ擬似配置情報を生成する擬似配置情報生成部と、前記受信部が受信した前記サブチャネル干渉情報に基づいて、前記第１の配置情報に前記擬似配置情報を挿入し、第２の配置情報を生成する無線リソース割当て処理部と、を備えたことを特徴とする、無線フレーム制御装置である。

また、本発明は、前記擬似配置情報量決定部が決定した擬似情報量に基づいて、並び替えパタンを決定する並び替えパタン決定部とを備えたことを特徴とする無線フレーム制御装置である。

また、本発明は、無線フレーム制御装置を備えたことを特徴とする直交周波数分割多元接続方式の無線通信装置である。

また、本発明は、直交周波数分割多元接続方式の無線フレームを制御する無線フレーム制御方法において、端末局から受信する上りリンクの通信データ量の統計値を取得する監視ステップと、一の基地局と干渉する他の基地局が使用している干渉通信データ統計値と、前記干渉する他の基地局によるサブチャネルの使用状況を示すサブチャネル干渉情報とを受信する受信ステップと、前記監視ステップで取得した通信データ量の統計値と、前記受信ステップで受信した前記干渉通信データ統計値とに基づいて、擬似情報量を決定する擬似配置情報量決定ステップと、受信した無線リソース要求に基づいて、前記一の基地局が各端末局に割当てる無線リソース量を含んだ第１の配置情報を生成する配置情報生成ステップと、前記擬似配置情報量決定ステップで決定した擬似情報量に基づいて、擬似通信に割当てる仮の無線リソース量を含んだ擬似配置情報を生成する擬似配置情報生成ステップと、前記受信ステップで受信した前記サブチャネル干渉情報に基づいて、前記第１の配置情報に前記擬似配置情報を挿入し、第２の配置情報を生成する無線リソース割当て処理ステップと、を含むことを特徴とする、無線フレーム制御方法である。

また、本発明は、前記擬似配置情報量決定ステップで決定した擬似情報量に基づいて、並び替えパタンを決定する並び替えパタン決定ステップと、を含むことを特徴とする、無線フレーム制御方法である。

本発明によれば、直交周波数分割多元接続方式の上りリンクのパーシャルユーセージオブサブチャネルゾーンにおいて、ＩＥＥＥ８０２．１６規格等標準規格に準拠したまま、アップリンクバーストの前に、空きスロットおよび空き論理サブチャネルが存在する無線フレームを構成することが可能となる。また、通信データ量が比較的少ない環境では、他の無線基地局との干渉を回避することが可能となり、効率的な周波数利用が可能となる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。図２は本発明の一実施形態による無線通信システムの構成を示した図である。図示する例では、無線通信システムには、無線フレーム制御装置を備えた基地局１と、基地局１の情報を取得する集中制御局２と、データの送受信を行う端末局３とが含まれる。１つの基地局１に複数の端末局３が無線で接続されている。また、１つの集中制御局２に複数の基地局１が無線で接続されている。

図１は本発明の一実施形態による無線フレーム制御装置の構成例を示すブロック図である。本実施形態の無線フレーム制御装置は、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）方式の無線フレームを制御し、例えば直交周波数分割多元接続方式の無線通信装置（基地局装置１）に備えられる。本実施形態では、図１の無線フレーム制御装置がＩＥＥＥ８０２．１６規格等に準拠の直交周波数分割多元接続方式の上りリンク（端末局３から基地局１方向のリンク）の無線フレーム（上りリンクサブフレーム）を制御する場合について説明する。

図１において、無線フレーム制御装置は、無線リソース割当て部１１０と、配置情報生成部１０２と、擬似配置情報生成部１０３とを有する。また、無線リソース割当て部１１０は、無線リソース割当て処理部１０１と、通信データ量監視部１０４と、擬似配置情報量決定部１０５と、並び替えパタン決定部１０６と、最適擬似配置情報量データベース１０７とを含む。

上記の各構成部の動作によって、自基地局１が備える無線フレーム制御装置は、他の基地局１との干渉が少ない無線フレームを構成する。また、基地局１が備える無線フレーム制御装置が構成した無線フレームに従って、端末局３が基地局１にデータを送信する際には、論理サブチャネルを元に構成した無線フレームから物理サブチャネル上の無線フレーム（以下、「物理フレーム」と記す）に変換される。論理サブチャネル上の無線フレームから物理フレームに変換される際にはスロットの並び替えが行われるが、無線フレーム制御装置は、このスロットの並び替えのパタンについても決定する。

無線フレーム制御装置が無線フレームを生成する際、および並び替えのパタンを決定する際の各構成部の動作について説明する。通信データ量監視部１０４は、自基地局１が端末局３より受信する上りリンクの通信データ量を監視し、自基地局１が端末局３より受信する上りリンクの通信データ量の統計値を取得する。なお、取得する通信データ量の指標としては、自基地局１が受信する上りリンクのスループット、あるいは自基地局１が受信する上りリンクサブフレーム内のデータのスロット占有率などを用いる。また、統計値としては、前述した各指標の時間軸上での加重平均などを用いる。

また、通信データ量監視部１０４は、図示せぬ通信部を介して、自基地局１が端末局３より受信する上りリンクの通信データ量の統計値を集中制御局２に送信する。また、通信データ量監視部１０４は、自基地局１が端末局３より受信する上りリンクの通信データ量の統計値を擬似配置情報量決定部１０５に送信する。

集中制御局２は、互いに干渉する基地局１の組み合わせの情報（干渉情報）を集中制御局２が備える集中制御局記憶部に予め記憶している。干渉情報は、例えば、基地局Ａと基地局Ｂと基地局Ｃと基地局Ｄとがある環境において、基地局Ａに干渉している基地局は、基地局Ｂと基地局Ｃとの２つの局であるという情報である。同様に基地局Ｂに干渉している基地局の情報と、基地局Ｃに干渉している基地局の情報と、基地局Ｄに干渉している基地局の情報とが干渉情報に含まれている。

また、集中制御局２は、各基地局１から送信された通信データ量の統計値と、予め記憶している干渉情報とに基づいて、基地局１に干渉する干渉通信データ統計値を算出する。干渉通信データ統計値の例としては、基地局１に干渉する他の基地局１の通信データ量の統計値を合計し、合計した値に所定の係数ａを掛け合わせた値である。

また、集中制御局２は、各基地局１が使用している論理サブチャネルの番号（使用サブチャネル番号）と並び替えパタン情報を各基地局１から受信する。各基地局１が行う使用サブチャネル番号と並び替えパタン情報の送信については後述する。また、集中制御局２は、受信した使用サブチャネル番号を並び替えパタン情報によって物理チャネルに変換した情報と、予め記憶している干渉情報とに基づいて、基地局１に干渉する他の基地局が使用している割合が低い物理サブチャネルから順に物理サブチャネルの順序を決定する。そして、その物理サブチャネルの順序を、基地局１に干渉する他の基地局が使用している並び替えパタンを用いて論理サブチャネルに変換した情報（サブチャネル干渉情報）を生成する。サブチャネル干渉情報の例としては、並び替えパタンが「物理サブチャネル番号＝論理サブチャネル番号」の場合、物理サブチャネル１から物理サブチャネル３までの３つの物理サブチャネルがある場合において、物理サブチャネル１は、基地局１に干渉している他の基地局１のうち３つの基地局が使用しており、物理サブチャネル２は、基地局１に干渉している他の基地局１のうち５つの基地局が使用しており、物理サブチャネル３は、基地局１に干渉している他の基地局１のうち１つの基地局が使用しているときは、サブチャネル干渉情報は「３・１・２」となる。

また、集中制御局２は、算出した干渉通信データ統計値と、生成したサブチャネル干渉情報とを基地局１に送信する。

擬似配置情報量決定部１０５は、図示せぬ受信部を介して集中制御局２より送信された干渉通信データ統計値と、サブチャネル干渉情報とを取得する。擬似配置情報量決定部１０５は、集中制御局２から取得した干渉通信データ統計値と、通信データ量監視部から取得した通信データ量の統計値とをキーとして、最適擬似配置情報量データベース１０７から擬似配置情報量を検索し、擬似配置情報量を決定する。最適擬似配置情報量データベース１０７には例えば、干渉通信データ統計値と、通信データ量の統計値とをキーとした最適な擬似配置情報量が記憶されている。

また、擬似配置情報量決定部１０５は、決定した擬似配置情報量分のサブチャネル数を算出する。例えば、最適擬似配置情報量データベース１０７から取得した擬似配置情報量が８スロットの場合、一つのサブチャネルは４スロットを含んでいるため、擬似配置情報量決定部１０５は、擬似配置情報量分のサブチャネル数を２と算出する。

なお、算出したサブチャネル数は擬似配置情報が格納されるサブチャネル数（擬似配置情報格納サブチャネル数）であり、無線フレームに含まれる全サブチャネル数から擬似配置情報格納サブチャネル数を引いたサブチャネル数が、実配置情報を格納するサブチャネルとして使用されるサブチャネル数（実配置情報格納サブチャネル数）である。

擬似配置情報量決定部１０５は、実配置情報格納サブチャネル数と、サブチャネル干渉情報とから、使用するサブチャネルを決定し、決定した使用するサブチャネル名が含まれる情報（使用サブチャネル情報）を生成する。なお、使用するサブチャネルは、サブチャネル干渉情報に基づいて、基地局１に干渉する他の基地局が使用している割合が低いサブチャネルから順に、実配置情報格納サブチャネル数の個数分選択する。

使用サブチャネル情報の例としては、サブチャネルが１からサブチャネル３までの３つのサブチャネルがあり、サブチャネル干渉情報は「３・１・２」であり、実配置情報格納サブチャネル数が２であるとすると、使用サブチャネル情報は「３・１」となる。

また、擬似配置情報量決定部１０５は、擬似配置情報量と、使用サブチャネル情報とを無線リソース割当て処理部１０１に送信する。また、擬似配置情報量決定部１０５は、使用サブチャネル情報を集中制御局２に送信する。また、擬似配置情報量に基づいて、擬似配置情報量決定部１０５は並び替えパタン決定部１０６に並び替えパタンの指示を送信する。なお、論理サブチャネル上の無線フレームから物理フレームに変換される際にはスロットの並び替えが行われるが、このスロットの並び替えのパタンを並び替えパタン情報とする。

具体的には、擬似配置情報量が０の場合は、干渉している基地局と異なる並び替えパタンの指示を送信し、それ以外の場合は、自基地局と干渉している基地局とで、擬似配置情報量に基づいて生成される擬似の無線通信を送信するスロットの場所の整合性を保つため、干渉している基地局と同一の並び替えパタンの指示を送信する。

並び替えパタン決定部１０６は、自基地局１と干渉する基地局１が使用する並び替えパタン情報を、集中制御局２より取得する。また、並び替えパタン決定部１０６は、集中制御局２より取得した並び替えパタン情報と、擬似配置情報量決定部１０５から取得した並び替えパタンの指示に基づいて、自基地局１が使用する並び替えパタンを決定する。

並び替えパタンの決定方法の例としては、自基地局１と干渉している基地局１と異なる並び替えパタンの指示を擬似配置情報量決定部１０５から取得した場合、並び替えパタン決定部１０６は、集中制御局２より取得した並び替えパタン情報の並び替えパタンと異なる並び替えパタンを自基地局１では使用すると決定する。また、自基地局１と干渉している基地局１と同一の並び替えパタンの指示を擬似配置情報量決定部１０５から取得した場合、並び替えパタン決定部１０６は、集中制御局２より取得した並び替えパタン情報の並び替えパタンと同一の並び替えパタンを自基地局１では使用すると決定する。

並び替えパタン決定部１０６は、決定した並び替えパタン情報を集中制御局２に図示せぬ送信部を介して送信する。また、並び替えパタン決定部１０６は、決定した並び替えパタン情報を、図示せぬ送信部を介して端末局３に送信する。

一方、無線リソース割当て処理部１０１は、各端末局３より無線リソース要求情報を受信し、図示せぬ記憶部に記憶する。無線リソース要求情報は、端末局３から基地局１方向のリンクである上りリンクでの通信に使用するリソースの要求メッセージである。続いて、無線リソース割当て処理部１０１は、記憶した無線リソース要求情報に基づいて、各端末局３に対して端末局３固有の通信識別子、変調方式と符号化率（ＰＨＹ＿ＭＯＤＥ）、端末局３に割当てる無線リソース量を決定する。

例えば、通信識別子１を割当てられた端末局３との通信で使用する変調方式と符号化率はＡ、割当てる無線リソース量は１１スロットである。また、通信識別子２を割当てられた端末局３との通信で使用する変調方式と符号化率はＢ、割当てる無線リソース量は１４スロットである。また、通信識別子３を割当てられた端末局３との通信で使用する変調方式と符号化率はＣ、割当てる無線リソース量は１９スロットである。また、通信識別子４を割当てられた端末局３との通信で使用する変調方式と符号化率はＤ、割当てる無線リソース量は２０スロットである。

続いて、無線リソース割当て処理部１０１は、各端末局３に割当てた通信識別子、変調方式と符号化率、および割当てる無線リソース量を配置情報生成部１０２に送信する。続いて、配置情報生成部１０２は、無線リソース割当て処理部１０１より受信した各端末局３に割当てた通信識別子、変調方式と符号化率、および割当てる無線リソース量に基づいて配置情報（第１の配置情報）を生成する。配置情報は無線フレーム上の各リソースの配置を決定する情報である。第１の配置情報と無線フレーム上の各リソースの配置については図３を参照し説明する。

図３は本実施形態での配置情報生成部１０２が生成した配置情報と無線フレーム構成の関係を示す図である。配置情報は表形式で表され、属性としては通信識別子、ＰＨＹ＿ＭＯＤＥ、およびリソース量がある。リソース量の単位はスロットである。１行が１つの端末局の情報を示す。図示する例では４行あって、通信識別子１が割当てられる端末局のＰＨＹ＿ＭＯＤＥはＡであり、リソース量は１１スロットである。通信識別子２が割当てられる端末局のＰＨＹ＿ＭＯＤＥはＢであり、リソース量は１４スロットである。通信識別子３が割当てられる端末局のＰＨＹ＿ＭＯＤＥはＣであり、リソース量は１９スロットである。通信識別子４が割当てられる端末局のＰＨＹ＿ＭＯＤＥはＤであり、リソース量は２０スロットである。

通信識別子１の端末局が使用するアップリンクバースト＃１は２番論理サブチャネルの先頭のスロットから、４番論理サブチャネルの３番目のスロットが割当てられている。通信識別子２の端末局が使用するアップリンクバースト＃２は４番論理サブチャネルの４番目のスロットから８番論理サブチャネルの最初のスロットが割当てられている。通信識別子３の端末局が使用するアップリンクバースト＃３は８番論理サブチャネルの２番目のスロットから１２番論理サブチャネルの最後のスロットまで割当てられている。通信識別子４の端末局が使用するアップリンクバースト＃４は、１３番論理サブチャネルの最初のスロットから１７番論理サブチャネルの最後のスロットが割当てられている。

続いて、配置情報生成部１０２は、生成した配置情報を無線リソース割当て処理部１０１に送信する。

次に、無線リソース割当て処理部１０１は、擬似配置情報量決定部１０５から送信された擬似配置情報に基づいて、擬似の無線通信に割当てる仮の通信識別子と、仮の変調方式と符号化率と、仮の無線リソース量とを決定する。仮の無線リソース量は擬似配置情報に含まれるリソース量である。また、例えば、擬似の無線通信に割り当てる仮の通信識別子は９９とし、仮の変調方式と符号化率はＡとする。なお、擬似の無線通信は、他の基地局と干渉する無線スロットに割当てられ、端末局３に割当てる無線リソースが他の基地局と干渉する無線スロットに割当てられる可能性が低くなるようにするために用いられる。

続いて、無線リソース割当て処理部１０１は、擬似の無線通信に割当てる仮の通信識別子と、仮の変調方式と符号化率と、仮の無線リソース量を擬似配置情報生成部１０３に送信する。擬似配置情報生成部１０３は、無線リソース割当て処理部１０１より受信した擬似の無線通信に割当てる仮の通信識別子と、仮の変調方式と符号化率、仮の無線リソース量に基づいて擬似配置情報を生成する。擬似配置情報は、擬似の無線通信に割当てる仮の無線リソース量を示す情報である。

図４は本実施形態での擬似配置情報生成部１０３が生成した擬似配置情報を示す図である。擬似配置情報は表形式で表され、属性としては通信識別子、ＰＨＹ＿ＭＯＤＥ、およびリソース量がある。リソース量の単位はスロットである。１行が１つの端末局の情報を示す。図示する例では１行あって、通信識別子（仮の通信識別子）９９が割当てられる端末局のＰＨＹ＿ＭＯＤＥ（仮の変調方式と符号化率）はＡであり、リソース量（仮の無線リソース量）は８スロットである。

続いて、擬似配置情報生成部１０３は、生成した擬似配置情報を無線リソース割当て処理部１０１に送信する。

次に、無線リソース割当て処理部１０１は、配置情報（第２の配置情報）を生成する。無線リソース割当て処理部１０１は、配置情報生成部１０２が生成した配置情報と、擬似配置情報生成部１０３が生成した擬似配置情報とを、擬似配置情報量決定部１０５より取得した使用サブチャネル情報に基づいて、一つの配置情報とする。具体的には、無線リソース割当て処理部１０１は、使用サブチャネル情報に含まれていない論理サブチャネル番号に擬似配置情報を割り当てる。例えば、使用サブチャネル情報は「１・２・３・４・５・６・７・８・９・１０・１１・１２・１５・１６・１７・１８・１９」であり、配置情報は図３に示したとおりであり、擬似配置情報は図４に示したとおりである場合、図４に示した擬似配置情報はサブチャネル１３とサブチャネル１４に割り当てられる。本具体例で生成された配置情報は図５に示した通りとなる。

図５は本実施形態での無線リソース割当て処理部１０１が生成した配置情報と無線フレーム構成の関係を示す図である。配置情報は表形式で表され、属性としては通信識別子、ＰＨＹ＿ＭＯＤＥ、およびリソース量がある。リソース量の単位はスロットである。１行が１つの端末局の情報を示す。図示する例では５行あって、通信識別子１が割当てられる端末局のＰＨＹ＿ＭＯＤＥはＡであり、リソース量は１１スロットである。通信識別子２が割当てられる端末局のＰＨＹ＿ＭＯＤＥはＢであり、リソース量は１４スロットである。通信識別子３が割当てられる端末局のＰＨＹ＿ＭＯＤＥはＣであり、リソース量は１９スロットである。通信識別子９９が割当てられる端末局のＰＨＹ＿ＭＯＤＥはＡであり、リソース量は８スロットである。通信識別子４が割当てられる端末局のＰＨＹ＿ＭＯＤＥはＤであり、リソース量は２０スロットである。

通信識別子１の端末局が使用するアップリンクバースト＃１は２番論理サブチャネルの先頭のスロットから、４番論理サブチャネルの３番目のスロットが割当てられている。通信識別子２の端末局が使用するアップリンクバースト＃２は４番論理サブチャネルの４番目のスロットから８番論理サブチャネルの最初のスロットが割当てられている。通信識別子３の端末局が使用するアップリンクバースト＃３は８番論理サブチャネルの２番目のスロットから１２番論理サブチャネルの最後のスロットまで割当てられている。通信識別子４の前に擬似配置情報が挿入されているため、１３番論理サブチャネルと１４番論理サブチャネルには、擬似通信である通信識別子９９の端末局が擬似的に使用するアップリンクバースト＃４が割当てられている。通信識別子４の端末局が使用するアップリンクバーストはアップリンクバースト＃５となり、割当てられているスロットは、１５番論理サブチャネルの最初のスロットから１９番論理サブチャネルの最後のスロットとなる。

また、無線リソース割当て処理部１０１は、生成した第２の配置情報を図示せぬ送信部を介して端末局３に送信する。

上述したとおり、本実施形態によれば、直交周波数分割多元接続方式の上りリンクのパーシャルユーセージオブサブチャネルゾーンにおいて、ＩＥＥＥ８０２．１６規格等標準規格に準拠したまま、アップリンクバーストの前に、空きスロットおよび空き論理サブチャネルが存在する無線フレームを構成することが可能となる。また、通信データ量が比較的少ない環境では、他の無線基地局との干渉を回避することが可能となり、効率的な周波数利用が可能となる。

なお、並び替えパタン決定部１０６は、決定した並び替えパタン情報を図示せぬ送信部を介して端末局３に送信し、無線リソース割当て処理部１０１は、生成した第２の配置情報を図示せぬ送信部を介して端末局３に送信し、端末局３は、無線リソース割当て処理部１０１が生成した第２の配置情報と、並び替えパタン決定部１０６が決定した並び替えパタンを使用して、データを送信する。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成や方法はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明の一実施形態による無線フレーム制御装置の構成例を示すブロック図である。本実施形態における無線通信システムの構成を示した図である。本実施形態における配置情報生成部が生成した配置情報と無線フレーム構成の関係を示す図である。本実施形態における擬似配置情報生成部が生成した擬似配置情報の図である。本実施形態における無線リソース割当て部が生成した配置情報と無線フレーム構成の関係を示す図である。直交周波数分割多元接続方式の上りリンクサブフレームの構成例を示す図である。従来技術の無線フレーム制御装置によって端末局側に通知される配置情報と無線フレーム構成の関係を示す図である。

符号の説明

１・・・基地局、２・・・集中制御局、３・・・端末局、１０１・・・無線リソース割当て処理部、１０２・・・配置情報生成部、１０３・・・擬似配置情報生成部、１０４・・・通信データ量監視部、１０５・・・擬似配置情報量決定部、１０６・・・並び替えパタン決定部、１０７・・・最適擬似配置情報量データベース、１１０・・・無線リソース割当て部

Claims

直交周波数分割多元接続方式の無線フレームを制御する無線フレーム制御装置において、
端末局から受信する上りリンクの通信データ量の統計値を取得する監視部と、
一の基地局と干渉する他の基地局が使用している干渉通信データ統計値と、前記干渉する他の基地局によるサブチャネルの使用状況を示すサブチャネル干渉情報とを受信する受信部と、
前記監視部が取得した通信データ量の統計値と、前記受信部が受信した前記干渉通信データ統計値とに基づいて、擬似情報量を決定する擬似配置情報量決定部と、
受信した無線リソース要求に基づいて、前記一の基地局が各端末局に割当てる無線リソース量を含んだ第１の配置情報を生成する配置情報生成部と、
前記擬似配置情報量決定部が決定した擬似情報量に基づいて、擬似通信に割当てる仮の無線リソース量を含んだ擬似配置情報を生成する擬似配置情報生成部と、
前記受信部が受信した前記サブチャネル干渉情報に基づいて、前記第１の配置情報に前記擬似配置情報を挿入し、第２の配置情報を生成する無線リソース割当て処理部と、
を備えたことを特徴とする、無線フレーム制御装置。
前記擬似配置情報量決定部が決定した擬似情報量に基づいて、並び替えパタンを決定する並び替えパタン決定部と
を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の無線フレーム制御装置。
請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の無線フレーム制御装置を備えたことを特徴とする直交周波数分割多元接続方式の無線通信装置。
直交周波数分割多元接続方式の無線フレームを制御する無線フレーム制御方法において、
端末局から受信する上りリンクの通信データ量の統計値を取得する監視ステップと、
一の基地局と干渉する他の基地局が使用している干渉通信データ統計値と、前記干渉する他の基地局によるサブチャネルの使用状況を示すサブチャネル干渉情報とを受信する受信ステップと、
前記監視ステップで取得した通信データ量の統計値と、前記受信ステップで受信した前記干渉通信データ統計値とに基づいて、擬似情報量を決定する擬似配置情報量決定ステップと、
受信した無線リソース要求に基づいて、前記一の基地局が各端末局に割当てる無線リソース量を含んだ第１の配置情報を生成する配置情報生成ステップと、
前記擬似配置情報量決定ステップで決定した擬似情報量に基づいて、擬似通信に割当てる仮の無線リソース量を含んだ擬似配置情報を生成する擬似配置情報生成ステップと、
前記受信ステップで受信した前記サブチャネル干渉情報に基づいて、前記第１の配置情報に前記擬似配置情報を挿入し、第２の配置情報を生成する無線リソース割当て処理ステップと、
を含むことを特徴とする、無線フレーム制御方法。
前記擬似配置情報量決定ステップで決定した擬似情報量に基づいて、並び替えパタンを決定する並び替えパタン決定ステップと、
を含むことを特徴とする、請求項４に記載の無線フレーム制御方法。